离子型稀土矿体中溶液非均匀渗透规律及对浸取率的影响

摘要

目前，离子型稀土矿均采取原地浸矿技术回收离子型稀土资源，原地浸矿法以其稀土浸出率高、不污染矿区环境、节约成本等优点，被广泛使用。但由于稀土矿体与其它土壤一样，受物理、化学风化等地质作用，稀土矿体内形成具有空间变异性的孔隙结构，直接影响矿体渗透系数和离子型稀土元素品位的空间分布规律，故研究离子型稀土矿体中浸取剂溶液的渗流规律以及其对浸取率和浸取深度的影响，对离子型稀土开采技术的优化具有指导性作用。
　　本文通过三个现场试验来分析离子型稀土矿中溶液的非均匀性渗透及其对浸取率和浸取深度的影响。第一个为在离子型稀土矿山开展了注液坑亮蓝染色示踪入渗试验，用于研究水溶液在矿体中的渗透过程。第二个为在离子型稀土矿山开展了亮蓝和硫酸铵混合溶液的注液坑入渗试验，用于研究在发生离子交换时浸取剂溶液在矿体中的渗透过程，其中亮蓝用于示踪溶液渗透过程，硫酸铵用于反映渗透过程的离子交换，获取矿体中溶液的非均匀渗透过程，运用形态学图像处理技术，计算染色剖面染色图像指数和多重分形谱谱宽，分析非均匀渗透过程对稀土离子浸取深度的影响。第三个为在离子型稀土矿山开展了注液孔亮蓝染色示踪试验，用于研究在原地浸矿时注液孔中溶液在矿体中的渗透过程。通过上述研究分析，获得以下研究结论：
　　（1）江西安远离子型稀土矿体非均匀性参数变异系数都属于中等变异性，矿体剖面染色图像指数的变异系数存在着较大差异，其中优先流比的变异系数最大，其次是基质流深度和染色深度，染色面积比的变异系数最小。
　　（2）浸取剂溶液在江西安远稀土矿体的渗透过程具有多重分形性质，非均匀渗透现象越突出，多重分形谱谱宽越大，多重分形谱宽与优先流比成正相关关系，且比剖面染色图像指数更灵敏。
　　（3）通过线性拟合浸取率与深度的变化规律，设浸取率为80%对应的深度为浸取有效浸取深度，试验结果表明，随优先流比增加，浸取率越低，浸取深度越小。
　　（4）在江西安远稀土矿体中，注液孔的垂直剖面染色面积比变异系数属于中等变异性，且随着注液孔中注液深度的增加染色面积比变异系数减小，优先流程度降低。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状及存在的问题

1.3 研究的主要内容与技术路线

1.4 本文创新点

第二章 离子型稀土矿体土壤非均匀性的描述

2.1 试验目的

2.2 试验矿块概况

2.3 现场试验方案

2.4 染色剖面拍摄

2.5 图像处理

2.6 数据处理

2.7 结果与分析

2.8 本章小结

第三章 离子型稀土矿体中浸取剂溶液非均匀性渗透对浸取率的影响

3.1 试验目的

3.2 试验设计

3.3 数据处理与分析

3.4 尾矿品位分布

3.5 浸取率分析

3.6 本章小结

第四章 原地浸矿注液孔中溶液非均匀渗透试验研究

4.1 试验目的

4.2 现场试验方案

4.3 数据处理

4.4 结果与分析

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果